一种热轧钢板及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种热轧钢板及其生产方法。以该热轧钢板的总重量为基准，该热轧钢板的元素组成包括：0.05-0.1重量％的碳、0.3重量％以下的硅、1.6-1.8重量％的锰、0.02重量％以下的磷、0.01重量％以下的硫、0.01-0.03重量％的铌、0.08-0.1重量％的钛和97.64-98.26重量％的铁；该热轧钢板的显微组织为铁素体组织和珠光体组织，具有适应性强的特点。本发明的热轧钢板的屈服强度≥650MPa，可以用于屈服强度650MPa级汽车车厢。另外，本发明的生产方法中采用铌、钛和锰合金化方式，避免了加入Mo、Ni等贵重元素，因此降低了热轧钢板的成本。
【专利说明】一种热轧钢板及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种热轧钢板及其生产方法。
【背景技术】
[0002] 在现阶段的制造工艺和技术水平下，车身轻量化是解决重载汽车超载荷和节能减 排的重要手段。使用高强度钢材，通过减薄钢板厚度和减轻车身的重量，可以在降低自重的 前提下提高产品使用寿命。目前，国内载重汽车用车厢板的主要钢材为16Mn和Q345B，高强 度车厢板用量较少，与国外同类产品相比车厢板重量高出15-20%。
[0003] 为了降低生产成本和提高构件安全性，高强度汽车车厢用热轧钢板开发以逐渐 提上日程，各大钢厂也陆续开展这方面的研究工作。例如，北京科技大学的赵征志等发 明了一种汽车厢体用热轧酸洗高强钢的制备方法（CN102787272A);江苏省沙钢钢铁研 究院有限公司的许振刚等发明的高强度低合金热轧铁素体贝氏体耐候钢及其生产方法 (CN101660099A);广州珠江钢铁有限责任公司的毛新平等发明的一种应用薄板坯连铸连轧 流程生产Ti微合金化高强耐候钢板的工艺（CN1785543A)，等。
[0004] 然而，上述方法中普遍添加了 Mo、Cr、Ni等昂贵的合金元素，因此热轧钢板的成本 依然较高。且部分产品采用薄板坯连铸连轧工艺，低的终轧温度（如800°C)、低的卷取温 度（如320°C )和常规冷却工艺使最终成品组织中引进贝氏体或马氏体强化，而这些成品在 加工过程中的显微组织会发生变化，致使产品的使用性能并不理想。
[0005] 因此，有必要开发一种新的且低成本的热轧钢板及其生产方法。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术中汽车车厢用热轧钢板成本高、乳制工艺控制复 杂和适应性差的缺陷，从而提供一种热轧钢板及其生产方法。
[0007] 根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种热轧钢板，其中，以所述热轧钢板的 总重量为基准，所述热乳钢板的元素组成包括：0. 05-0. 1重量％的碳、0. 3重量％以下的 硅、1. 6-1. 8重量％的锰、0. 02重量％以下的磷、0. 01重量％以下的硫、0. 01-0. 03重量％的 铌、0. 08-0. 1重量％的钛和97. 64-98. 26重量％的铁；所述热轧钢板的显微组织为铁素体 组织和珠光体组织。
[0008] 根据本发明的第二个方面，本发明提供了上述热轧钢板的生产方法，该方法包括： 将钢水连铸成板坯，将所述板坯依次进行加热、粗轧、精轧、层流冷却和卷取，其中，以所述 钢水的总重量为基准，所述钢水的元素组成包括：〇. 05-0. 1重量％的碳、0. 3重量％以下的 硅、1. 6-1. 8重量％的锰、0. 02重量％以下的磷、0. 01重量％以下的硫、0. 01-0. 03重量％的 铌、0. 08-0. 1重量％的钛和97. 64-98. 26重量％的铁；所述加热的温度为1240-1280°C，所 述精轧的入口温度为950-1050°C，所述精轧的终轧温度为860-920°C，所述卷取的温度为 580-640 °C。
[0009] 根据本发明的第三个方面，本发明提供了由上述方法生产的热轧钢板。
[0010] 根据本发明的第四个方面，本发明提供了上述热轧钢板在汽车车厢上的应用。
[0011] 本发明的热轧钢板的屈服强度彡650MPa，且显微组织为铁素体和珠光体组织，这 可以避免钢板在加工（如焊接）过程中显微组织的变化而导致的钢板强度的降低的缺陷， 本发明的热轧钢板可以用于屈服强度650MPa级汽车车厢。另外，本发明的生产方法中采用 铌、钛和锰合金化方式，避免了加入Mo、Ni等贵重元素，因此降低了热轧钢板的成本。
[0012] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0014] 图1是本发明的实施例1生产的热轧钢板的透射电镜（TEM)图。
[0015] 图2是图1对应的能谱（EDX)图。
【具体实施方式】
[0016] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0017] 根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种热轧钢板，其中，以所述热轧钢板的 总重量为基准，所述热乳钢板的元素组成包括：0. 05-0. 1重量％的碳、0. 3重量％以下的 硅、1. 6-1. 8重量％的锰、0. 02重量％以下的磷、0. 01重量％以下的硫、0. 01-0. 03重量％的 铌、0. 08-0. 1重量％的钛和97. 64-98. 26重量％的铁；所述热轧钢板的显微组织为铁素体 组织和珠光体组织。
[0018] 在本发明中，无论是上述热轧钢板还是用于制备该钢板的钢水中，除了上述元素 之外，还包括除硅、磷和硫之外的不可避免的杂质，由于其含量非常小，因此可以忽略不计。
[0019] 本发明的热轧钢板的厚度可以根据热轧钢板的应用条件进行选择。从板形容易控 制和车辆轻量化的角度出发，所述热轧钢板的厚度优选为1. 8-7mm，进一步优选为2-6mm。
[0020] 本发明通过铌、钛和锰作为热轧钢板的合金化元素，在钢中起到晶粒细化和析出 强化的效果。所述热轧钢板可以通过将钢水连铸成板坯，将所述板坯依次进行加热、粗轧、 精轧、层流冷却和卷取制成。优选情况下，在所述热轧钢板生产过程中，板坯加热的温度为 1240-1280°C，精轧的入口温度为950-1050°C，精轧的终轧温度为860-920°C，卷取的温度 为580-640°C，这样不仅使形成的热轧钢板的显微组织为铁素体和珠光体组织，还可以使析 出相TiC弥散分布于铁素体基体中，从而进一步提高所述热轧钢板的力学性能。
[0021] 本发明的所述热轧钢板的显微组织为铁素体组织和珠光体组织，并通过析出相 TiC达到强化钢板的作用。这样可以避免热轧钢板由于引入贝氏体或马氏体强化而在加工 (如焊接）过程中导致组织变化而使钢板的性能下降。
[0022] 本发明的所述热轧钢板为一种屈服强度650MPa级的热轧钢板。优选地，所述热 轧钢板的屈服强度（ReL)彡650MPa，抗拉强度（Rm)彡700MPa，延伸率（A% )彡22.0%。 在本发明中，所述热轧钢板的屈服强度（ReL)、抗拉强度（Rm)和延伸率（A% )均按照GB/ T228. 1-2010规定的方法检测。
[0023] 而且，本发明的所述热轧钢板的冷弯性能根据GB/T232-2010方法（B = 35, α = 180°，d = a;d表示弯心直径、a表示试样厚度、α表示弯曲的角度、B表示试样的宽度） 测定为合格。
[0024] 根据本发明的第二个方面，本发明提供了上述热轧钢板的生产方法，该方法包括： 将钢水连铸成板坯，将所述板坯依次进行加热、粗轧、精轧、层流冷却和卷取，其中，以所述 钢水的总重量为基准，所述钢水的元素组成包括：〇. 05-0. 1重量％的碳、0. 3重量％以下的 硅、1. 6-1. 8重量％的锰、0. 02重量％以下的磷、0. 01重量％以下的硫、0. 01-0. 03重量％的 铌、0. 08-0. 1重量％的钛和97. 64-98. 26重量％的铁；所述加热的温度为1240-1280°C，所 述精轧的入口温度为950-1050°C，所述精轧的终轧温度为860-920°C，所述卷取的温度为 580-640 °C。
[0025] 通过Axiovert MAT200金相显微镜测试仪得出，由本发明的方法制得的热轧钢板 的显微组织为铁素体组织和珠光体组织。
[0026] 图1是本发明的实施例1制备的热轧钢板的TEM图，图2是TEM图对应的能谱 (EDX)图。结合图1和图2可以看出，本发明方法生产的热轧钢板的析出相TiC弥散于铁素 体基体中。
[0027] 在本发明中，所述钢水可以采用本领域的常规方法制得，例如可以通过高炉炼铁、 铁水预处理、转炉冶炼、钢包内脱氧、合金化炉后精炼和LF电加热等方法制得。为了使制得 的钢水的组成满足上述组成要求，在转炉冶炼过程中引入适量的Μη和Si，LF电加热过程中 先加 Nb，再进行脱氧后引入适量的Ti，并对钢水成分进行微调。
[0028] 在本发明中，所述板坯的连铸为本领域的常规连铸方法，S卩，所述钢水精炼后，经 连铸机的中间包浇注至结晶器，分别经过拉坯、二次冷却和切割等工艺形成连铸板坯。
[0029] 根据本发明的实施方式，所述钢水经过连铸处理后，形成的板坯厚度为 200-230mm〇
[0030] 在本发明中，为了进一步使所述热扎钢板满足轻量化的需求，优选情况下，所述粗 轧的道次为3-7,每道次的压下量控制在20-35%范围内，所述粗轧可以采用本领域技术人 员常规使用的粗轧机如带AWC(自动宽度控制）功能的立辊粗轧机进行操作，所述板坯经过 粗乳后（中间述）的厚度优选为30-60mm，更优选为40-60mm。
[0031] 根据本发明的所述方法，所述板坯经粗轧后由4-7机架进行精轧，所述精轧的 入口温度为950-1050°C，优选为970-1035°C ;所述精轧的终轧温度为860-920°C，优选为 870-910。。。
[0032] 根据本发明的一种优选实施方式，所述精轧的条件使得形成的钢板的厚度为 1. 8_7mm，更优选为 2_6mm。
[0033] 根据本发明的所述方法，在层流冷却的过程中，为了避免所述热轧钢板中铁素体 和珠光体的含量或体积分数发生较大的变化从而影响到热轧钢板的使用性能，优选情况 下，所述层流冷却的冷却速度为10_50°C /s。
[0034] 在本发明中，所述层流冷却后，板坯的温度可以为580-640°C，优选为580-625°C。
[0035] 根据本发明的所述方法，所述层流冷却后对板坯进行卷取，所述板坯的卷取温度 即终止冷却的温度。
[0036] 根据本发明的第三个方面，本发明提供了由上述方法生产的热轧钢板。由本发明 所述方法生产的热轧钢板的显微组织为铁素体和珠光体组织，析出相TiC弥散于显微组织 中起到强化钢板的作用。
[0037] 根据本发明的第四个方面，本发明还提供了上述热轧钢板在汽车车厢上的应用。 本发明合成的热轧钢板的屈服强度在650MPa以上，能作为650MPa级汽车车厢用热轧钢板。
[0038] 以下通过实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0039] 实施例1-5
[0040] 实施例1-5用于说明本发明提供的热轧钢板及其生产方法。
[0041] 经常规转炉冶炼、连铸获得连铸板坯，板坯的各种成分如表1所示；将制得的连 铸板坯分别依次进行板坯加热、高压水除磷、粗轧、精轧、层流冷却和卷取，从而制得热轧钢 板。其中，板坯加热的温度、中间坯厚度、精轧入轧温度、精轧终轧温度、冷却速度、卷取温度 和所得热轧钢板的厚度分别如表2所示。
[0042] 对比例1
[0043] 经常规转炉冶炼、连铸获得连铸板坯，板坯的各种成分如表1所示；将制得的连 铸板坯分别依次进行板坯加热、高压水除磷、粗轧、精轧、层流冷却和卷取，从而制得热轧钢 板。其中，板坯加热的温度、中间坯厚度、精轧入轧温度、精轧终轧温度、冷却速度、卷取温度 和所得热轧钢板的厚度分别如表2所示。
[0044] 对比例2
[0045] 将与实施例1相同的板坯依次进行板坯加热、高压水除磷、粗轧、精轧、层流冷却 和卷取，从而制得热轧钢板。其中，板坯加热的温度、中间坯厚度、精轧入轧温度、精轧终轧 温度、冷却速度、卷取温度和所得热轧钢板的厚度分别如表2所示。
[0046] 表 1
[0047]
【权利要求】
1. 一种热轧钢板，其中，以所述热轧钢板的总重量为基准，所述热轧钢板的元素组成包 括：0. 05-0. 1重量％的碳、0. 3重量％以下的硅、1. 6-1. 8重量％的锰、0. 02重量％以下的 磷、0. 01重量％以下的硫、0. 01-0. 03重量％的铌、0. 08-0. 1重量％的钛和97. 64-98. 26重 量％的铁；所述热轧钢板的显微组织为铁素体组织和珠光体组织。
2. 根据权利要求1所述的热轧钢板，其中，所述热轧钢板的厚度为1. 8-7mm。
3. 根据权利要求1所述的热轧钢板，其中，在所述热轧钢板的生产过程中，板坯加热的 温度为1240-1280°C，精轧的入口温度为950-1050°C，精轧的终轧温度为860-920°C，卷取 的温度为580-640°C。
4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的热轧钢板，其中，所述热轧钢板的屈服强度 彡650MPa，抗拉强度彡700MPa，延伸率彡22. 0%。
5. 权利要求1-4中任意一项所述的热轧钢板的生产方法，该方法包括：将钢水连铸成 板坯，将所述板坯依次进行加热、粗轧、精轧、层流冷却和卷取，其中，以所述钢水的总重量 为基准，所述钢水的元素组成包括：〇. 05-0. 1重量％的碳、0. 3重量％以下的娃、1. 6-1. 8重 量％的锰、0. 02重量％以下的磷、0. 01重量％以下的硫、0. 01-0. 03重量％的铌、0. 08-0. 1 重量％的钛和97. 64-98. 26重量％的铁；所述加热的温度为1240-1280°C，所述精轧的入口 温度为950-1050°C，所述精轧的终轧温度为860-920°C，所述卷取的温度为580-640°C。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中，将所述钢水连铸成的板坯的厚度为200-230mm ; 所述板述经粗乳后的厚度为30-60mm。
7. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述精轧的条件使得形成的热轧钢板的厚度为 L 8-7mm〇
8. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述层流冷却的冷却速度为10-50°C/s。
9. 由权利要求5-8中任意一项所述的方法生产的热轧钢板。
10. 权利要求1-4和权利要求9中任意一项所述热轧钢板在汽车车厢上的应用。
【文档编号】C22C38/14GK104060167SQ201410272851
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】叶晓瑜, 张开华, 翁建军, 刘勇, 王羿, 熊雪刚, 王海云, 黄徐晶 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司